日本开发新型电极材料提高锂电池电容量

据日本的一个研究小组称，锂电池在未来的许多应用中大有可为，其中包括电动汽车，但往往价格昂贵得让人望而却步。该团队由横滨国立大学教授Naoaki Yabuuchi领导的研究小组，开发出了一种新型电极材料，使锂电池不仅成本更低，而且能量密度更高，寿命更长。

据Yabuuchi介绍，许多研究成果已经成功地提高了电池充电能力，但还没有合理方式改善电池分散电量–比如为电动汽车提供更长时间的续航时间。

“需要具有更高能量密度的电极材料来推进锂离子电池的发展，并进一步发展电动汽车。”Yabuuchi说。我们研究发现了一种新的电极材料。

电池中的电极材料有助于吸收储存的输入能量，并将其放电，为任何电池提供动力。组成电极的材料依靠电子和锂离子的交换，极大地改变了电池的工作效率。在之前的研究中，研究人员发现，锂离子与锰离子、钛离子和氧离子混合后可以提供很好的电子和锂离子的输入输出，但交换速度太慢，无法用于实际的电池应用。

Yabuuchi和他的团队研究了这种化学组合，并决定将其与锂、氧、锰和钛离子的类似混合物配对，但也可以将其研磨成所需的粒度。即使在室温下，较小的纳米尺寸的颗粒可以更快、更容易穿过电极。

由锰离子和钛离子组成的纳米级电极使电子和锂离子的交换更加牢固，电池在保持较长的使用时间的同时，还能保持和分散更多电量。

“钛和锰都是丰富的元素，这意味着我们可以制造出性价比高、不含镍和钴离子的高性能电极材料，”Yabuuchi说。”这一发现有助于电池成本的降低和电动汽车等的发展。”

该团队还在继续研究如何通过化学成分和粒径优化来进一步提高电极的可逆性。

“现在，我们正在与行业合作伙伴合作，将我们的电极材料用于实际应用。”Yabuuchi说。”我们的研究成果应用有可能减少对化石燃料的依赖，在未来以可再生能源为基础，以持久的高能量电池为基础，促进新能源发展。”

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